Druk 3D szansą na jeszcze szybszy rozwój mikrosystemów. Prognozy są obiecujące. W niedalekiej przyszłości będziemy je tworzyć w domowym zaciszu? Wszystko dzięki badaniom zespołu dra hab. inż. Rafała Walczaka pt. „Badania technologii i właściwości monolitycznych i hybrydowych struktur mikrofluidycznych wykonanych metodą druku 3D”.
Początki łatwe nie były. W chwili rozpoczęcia prac brakowało kompleksowego opisu właściwości druku 3D dla potrzeb wytwarzania i badania struktur mikrofluidycznych i mikrosystemów. Dlaczego? Powód był prosty. Żadna z dostępnych na rynku drukarek nie była dedykowana do wytwarzania tak miniaturowych struktur. Dla zobrazowania, wielkość tych struktur mieści się w zakresie od kilku mikrometrów do kilku milimetrów, a zatem są porównywalne do średnicy i długości ludzkiego włosa.
Do czego służą owe mikrosystemy? Generują i zarządzają przepływami w zakresie nano- i piko-litrów. Umożliwiają prowadzenie chemicznych i biochemicznych reakcji w mikroskali i to w o wiele krótszym czasie niż w przypadku tradycyjnych metod analitycznych. Kolejnym plusem tego rozwiązania jest cena. Miniaturyzacja pozwala prowadzić badania w dowolnej lokalizacji, a nie jak dawniej, w wyspecjalizowanych laboratoriach, przy użyciu kosztownego sprzętu. Stąd układy te nazywane są popularnie „laboratoriami na chipie”.
Specyfika tych mikrostruktur wymagała doboru techniki druku 3D oraz jej pełnej charakteryzacji i adaptacji do potrzeb wytwarzania, tak by możliwe było określenie ram wykorzystania metody strumieniowego druku 3D do formowania struktur mikrofluidycznych. Cel został osiągnięty. Naukowcy zgromadzili wiedzę i umiejętności, które pozwoliły na formowanie polimerowych i hybrydowych mikrostruktur, o określonej biokompatybilności, z możliwością ich integracji z elektronicznymi i optoelektronicznymi podzespołami.
To rozwiązanie może znaleźć zastosowanie zarówno w świecie nauki, jak i w przemyśle – mikromembrany, mikrobelki, mikrozębatki. Być może wkrótce przysłuży się przeciętnemu Kowalskiemu, który sam wydrukuje mikrosystem, którego użyje potem do prostej diagnostyki krwi, czy moczu. A to wszystko w domowym zaciszu.
Bartłomiej Jendrzok
